АР19679536 — Исследование свойств позитронов, генерируемых убегающими электронами в термоядерных реакторах с магнитным удержанием

Цель проекта: Целью данного проекта является проведение исследований свойств позитронов, генерируемых убегающими электронами в термоядерных реакторах с магнитным удержанием. Основная задача проекта состоит в изучении формирования, динамики и взаимодействия позитронов в плазме реактора, а также в анализе их влияния на процессы термоядерного синтеза и характеристики плазмы.

Актуальность проекта: Актуальность проекта по исследованию свойств позитронов, генерируемых убегающими электронами в термоядерных реакторах с магнитным удержанием обусловлена несколькими ключевыми факторами: Понимание роли позитронов в плазме термоядерных реакторов с магнитным удержанием имеет важное значение для улучшения эффективности и стабильности работы этих реакторов. Исследования позволят выявить влияние позитронов на характеристики плазмы и механизмы реакции термоядерного синтеза. Изучение свойств позитронов требует разработки и усовершенствования методов их диагностики. Это позволит создать новые инструменты для наблюдения и анализа процессов, происходящих внутри реакторов, и обеспечит более глубокое понимание физики плазмы. Позитроны имеют потенциал для применения в медицине и промышленности. Понимание их свойств и возможностей генерации в термоядерных реакторах может способствовать разработке новых технологий и приборов, основанных на использовании позитронов. Все эти факторы делают исследование свойств позитронов в термоядерных реакторах с магнитным удержанием актуальным и перспективным направлением научных исследований.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Джумагулов Мурат Нурманович

Полученные результаты: В рамках проекта выполнены теоретические и численные исследования кинетики частиц и радиационных процессов в плазме токамака, включая электрон-атомные и позитрон-атомные столкновения. Рассчитаны сечения переноса импульса и эффективные частоты столкновений с учётом оптического потенциала и фазового анализа. Изучены спектры синхротронного излучения позитронов и их зависимость от параметров плазмы и функций распределения частиц. Проведён анализ влияния немаксвелловских распределений и плазменных параметров на диагностические характеристики. Отдельно исследована зарядка пылевых частиц и её влияние на параметры краевой плазмы и эффективный заряд среды. Полученные результаты сопоставлены с литературными и экспериментальными данными и могут быть использованы для совершенствования плазменных диагностик и моделей переноса.

Список публикаций с ссылками на них

1. Мырзали М.А., Машеева Р.У., Джумагулов М.Н. Зарядка микрочастиц плазмы потоками электронов и ионов с каппа-распределением в столкновительном режиме // Recent Contributions to Physics. — 2024. — № 1(88). — С. 24–33. — URL: https://doi.org/10.26577/RCPh.2024v88i1a04
2. Myrzaly M., Masheyeva R., Dzhumagulova K., Jumagulov M. Charging of dusty plasma microparticles by ion and electron fluxes kappa distribution in collisional mode // Proceedings 50th EPS Conference on Plasma Physics. — Salamanca (Spain), July, 2024. — Vol. 48A. — P2.015. — URL: https://www.scopus.com/pages/publications/85212473108?origin=resultslist
3. Myrzaly M., Masheyeva R.U., Tian C., Vass M., Luo L.Y., Dzhumagulova K.N., Hartmann P., Schulze J., Donkó Z. Instabilities in O2 capacitively coupled radio-frequency plasmas // SICT 2024, PlasmaTech 2024 and Tribology 2024: Book of Abstracts. — Vienna (Austria), April, 2024. — P. 151.
4. Мырзәлі М.А., Машеева Р.У. Нестабильность в кислородно-емкостной радиочастотной плазме // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». — Алматы, 2024. — С. 362.
5. Ерланқызы А. Орта мектептегі механика тарауы бойынша компьютерлік зертханашы қолданудың тиімділігі // Студенттер мен жас ғалымдардың «Фараби әлемі» атты халықаралық ғылыми конференциясы. — Алматы, 2024. — С. 395.
6. Seitkozhanov Y.S., Shalenov E.O., Dzhumagulova K.N. Collisional dynamics in tokamak plasmas // International Congress on Plasma Physics. — Ghent (Belgium), September, 2024. — P. 138.
7. Myrzaly M., Masheyeva R., Zhumagulov M. Charging of dusty plasma microparticles by ion and electron fluxes kappa distribution in collisional mode // 50th EPS Conference on Plasma Physics. — Salamanca (Spain), July, 2024. — P2-015.
8. Seitkozhanov Y., Shalenov E., Dzhumagulov M. On collisional processes in a tokamak plasma // 15th International Symposium for Space Simulations (ISSS-15) and the 16th International Workshop on the Interrelationship between Plasma Experiments in the Laboratory and in Space (IPELS-16). — Garching (Germany), August, 2024. — URL: https://plan.events.mpg.de/event/152/contributions/821/
9. Seitkozhanov Y., Dzhumagulova K., Shalenov E., Jumagulov M. Collision frequency and energy transfer rate in e-He scattering // Applied Sciences. — 2025. — Vol. 15(1). — P. 227. — URL: https://doi.org/10.3390/app15010227
10. Masheyeva R., Hartmann P., Luo L.-Y., Dzhumagulova K., Liu Y.-X., Schulze J., Donkó Z. On the in-situ determination of the effective secondary electron emission coefficient in low pressure capacitively coupled radio frequency discharges based on the electrical asymmetry effect // Journal of Physics D: Applied Physics. — 2025. — Vol. 58(4). — P. 045208. — URL: https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad8bd5
11. Masheyeva R., Vass M., Myrzaly M., Tian Ch.-B., Dzhumagulova K., Schulze J., Donkó Z., Hartmann P. Experimental and numerical study of the ionization-attachment instability in an O2 capacitively coupled radio frequency plasma // Plasma Sources Science and Technology. — 2025. — Vol. 34(4). — P. 045017. — URL: https://doi.org/10.1088/1361-6595/adcb6b
12. Шаленов Е.О., Джумагулова К.Н., Ташкенбаев Е.А., Сейткожанов Е.С., Джумагулов М.Н. О взаимодействии позитронов с атомами водорода и гелия // Recent Contributions to Physics. — 2025. — № 1(92). — С. 76–83. — URL: https://doi.org/10.26577/RCPh20259218
13. Shalenov E.O., Seisembayeva M.M., Myrzaly M.A., Dzhumagulova K.N., Jumagulov M.N. Kappa Distribution's Influence on the Formation and Annihilation of Positrons in Fusion Plasmas // Pulsed Power & Plasma Science Conference (PPPS2025). — Berlin (Germany), June, 2025. — PO 4.24.
14. Мырзәлі М.А., Машеева Р.У. Расчет зарядки пылевых частиц в условиях плазмы токамака // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». — Алматы, 2025. — С. 366.